央广网大连6月14日消息(记者 王松 于芳菲)汽车动力电池的平均使用寿命大约为5年至8年,我国早期推广的新能源汽车动力电池陆续进入报废期,动力电池将迎来大规模退役潮。在今年的全国两会上,关于新能源汽车动力电池如何回收的话题引发了热议。日前,记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,能源催化转化全国重点实验室主任陈忠伟团队在退役动力电池可持续回收方面的研究取得突破性进展。

进入新时代,我国在多项新能源技术和装备制造水平大幅提升的基础上,相关新能源汽车和锂电池产品在国际市场上形成强大的竞争力,至2023年,新能源车产销纪录连续9年保持全球第一。陈忠伟表示,与大产大销形成鲜明对比的是退役动力电池的回收环节,我国新能源汽车动力电池规范化回收率较低,没办法满足未来3~5年后的新能源汽车动力电池大规模集中退役潮,回收难题急需解决。

据统计,2023年我国退役动力电池总量超过58万吨,到2030年,我国动力电池回收量将达到602.8万吨,其市场规模将突破1400亿元。退役的动力电池中含有重金属钴、镍、铜等元素和易燃的有机溶剂,若不及时处理,会带来较为棘手的安全和环境污染问题。“值得注意的是,当前我国超九成的镍、钴等电池原材料需要进口,且近年来这些原材料价格一路上涨。退役动力电池的回收再利用,是解决我国原材料短缺和减少环境安全问题的好办法。”陈忠伟说。

动力电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜四部分构成。其中,正极材料对电池的最终性能起着至关重要的作用,同时电池中的贵金属元素也都集中在正极,正极材料成本约占锂电池材料成本的30%~40%。通过对退役动力电池中正极材料进行高效回收,可以弥补前端资源的紧缺,大大降低由于原材料冶炼产生的温室气体排放。

陈忠伟团队秉持从核心材料、关键技术到应用示范的全链条研发模式,在开发下一代高性能动力电池正极材料的同时,在退役动力电池可持续回收方面的研究取得了突破性进展——改变传统复杂的萃取-沉淀-煅烧三步法退役动力电池正极材料循环利用工艺,基于可持续浸出和共沉淀的再生策略,选用更加环保安全的有机酸性溶液,提出一步法退役锂离子电池正极高质量再生方案,提高退役动力电池的回收效率,实现向低成本、高性能、高安全的下一代动力电池正极材料转变的新途径,使正极材料成本降低73.6%。

同时,回收过程中所产生的废水和废料都能循环再利用或转化为高价值的化工原材料。该技术有望加快动力电池先进回收技术的推广和应用,推动电池回收行业商业化快速发展,相关成果已发布在国际期刊Nature Sustainability上。

据悉,在过去二十年的时间里,陈忠伟带领的实验室及其科研人员一直在研究先进材料在清洁能源当中的应用,特别是在燃料电池、下一代锂离子电池、锌空储能电池的低成本纳米材料开发与创新上,不少技术被公认是目前世界上最尖端的技术。陈忠伟说:“当前,中国的新能源产业有世界上规模最大的市场和非常完整的产业链,能够有更多的机会更高效地实现科技创新和应用,为降低二氧化碳排放和保护人类环境作出贡献。这也是我坚持在国内建立一个可以快速实现从科研到应用转化的团队的原因。”

编辑:于芳菲
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